Механик металлургийн тодорхойлолт ба төрлүүд
Механик металлурги нь металл болон тэдгээрийн хайлшийн механик зан төлөв, физик шинж чанарыг ойлгох, мөн эдгээр шинж чанарыг үйлдвэрлэлийн хэрэгцээ, хэрэглээнд нийцүүлэн хэрхэн өөрчлөх, оновчтой болгоход чиглэсэн шинжлэх ухаан, технологийн салбар юм. Энэ нь физик, хими, инженерчлэлээс эхлээд янз бүрийн хэрэглээнд зориулсан металл материалыг зохион бүтээх, үйлдвэрлэх, турших хүртэлх зарчмуудыг хослуулсан салбар дундын салбар юм. Энэ нийтлэлд бид механик металлургийн тодорхойлолт болон төрөл бүрийн төрлийг судлах болно.
Механик металлургийн тухай ойлголт
Үндсэндээ механик металлурги гэдэг нь металл, металл хайлш, тэдгээрээр хийсэн бүтээгдэхүүний үйлдвэрлэлийн процесс, түүнчлэн эдгээр металлууд янз бүрийн физик нөхцөлд хэрхэн ажилладагийг судалдаг шинжлэх ухаан юм. Энэхүү шинжлэх ухаан нь зөвхөн металл ба хайлшийн бичил бүтцийг төдийгүй фазын хувирал, хугарлын механик, бат бөх чанар, уян хатан чанар, зэврэлт, ядрал зэрэг янз бүрийн хэлбэрийн эвдрэлд тэсвэртэй байдлыг хамардаг.
Механик металлургийн үндсэн зорилгуудын нэг нь хүссэн механик шинж чанарт хүрэхийн тулд металлын бичил бүтцийг өөрчлөх явдал юм. Үүнд халаах, бөхөөх, зөөлрүүлэх, эсвэл хүйтэн аргаар боловсруулах зэрэг янз бүрийн процессууд орж болно. Процесс бүр нь бичил бүтцэд, улмаар металлын механик шинж чанарт тодорхой нөлөө үзүүлдэг.
Механик металлургийн төрлүүд
Механик металлургийг ашигласан үйл явц, техник дээр үндэслэн хэд хэдэн төрөл эсвэл дэд салбарт ангилж болно. Үндсэн дэд салбаруудын зарим нь:
1. Физик металлурги
2. Процессын металлурги
3. Олборлох металлурги
4. Нунтаг металлурги
5. Гагнуурын металлурги
Дэд салбар бүрийг илүү дэлгэрэнгүй авч үзье.
1. Физик металлурги
Физик металлурги нь металл ба тэдгээрийн хайлшийн бүтэц, физик шинж чанарыг судалдаг инженерчлэлийн салбар юм. Үүнд бичил бүтцийн шинжилгээ, фазын тархалт, фазын хувирал, бичил бүтэц ба бат бэх, уян хатан чанар, хатуулаг зэрэг механик шинж чанаруудын харилцан үйлчлэл орно.
Фазын хувирал: Металлын бичил бүтэц нь температур ба даралтын янз бүрийн нөхцөлд хэрхэн өөрчлөгддөгийг судалдаг.
Үл эвдэх туршилтын (NDT) аргууд: Металлын механик болон физик шинж чанарыг устгахгүйгээр үнэлэх аргууд.
Хагарлын механик: Металл материалд хагарал хэрхэн үүсдэг, түүнээс хэрхэн урьдчилан сэргийлэх талаарх дүн шинжилгээ.
2. Процессын металлурги
Процессын металлурги нь металл болон хайлшийг үйлдвэрлэх, хэлбэржүүлэх техникт төвлөрдөг. Үүнд цутгах, дарах, өнхрүүлэх, шахах, зурах янз бүрийн аргууд орно.
Цутгах: Хүссэн бүтээгдэхүүнээ гаргахын тулд металл хайлуулж, хэвэнд цутгах үйл явц.
Дэвсгэр хийх: Өндөр даралтаар металл хэлбэржүүлэх үйл явц. Энэ нь ихэвчлэн өндөр бат бэх, уян хатан чанар шаарддаг эд ангиудыг бий болгоход ашиглагддаг.
Өнхрүүлэх ба шахах: Энэ аргыг металлыг өнхрүүш эсвэл хэвээр урсгах замаар металл хуудас болон профайл үүсгэхэд ашигладаг.
3. Олборлох металлурги
Олборлох металлурги нь металлургийн нэг салбар бөгөөд хүдрээс металл гаргаж авах үйл явцад төвлөрдөг. Энэ үйл явц нь түүхий эрдэс бодисоос металлыг ялгаж, цэвэршүүлэх янз бүрийн химийн болон физикийн техникийг хамардаг.
Пирометаллургийн процесс: Хүдрийг өндөр температурт халааж цэвэр металл болгон хувиргах.
Гидрометаллургийн процесс: Усан уусмал ашиглан хүдрээс металлыг уусгаж, уусгах замаар гаргаж авах үйл явц.
Электрометаллургийн процесс: Электролизийн процессоор дамжуулан металлыг цэвэршүүлэхийн тулд цахилгаан ашиглах.
4. Нунтаг металлурги
Нунтаг металлурги гэдэг нь металлын нунтаг ашиглан хайлуулах процессоор дамжуулан металл бүтээгдэхүүн хийдэг салбар юм. Үүнд металлын нунтагыг хольж, нунтагыг хэвэнд нягтруулж, нунтаг хэсгүүд хайлах хүртэл хангалттай өндөр температурт халаах үйл явц орно.
Шаталтын процесс: Металл нунтагыг хайлах цэгээс доош халааж, бөөмсийг бүрэн хайлуулахгүйгээр хоорондоо нэгдэх үйл явц.
Хүйтэн изостатик шахалт (CIP): Өрөөний температурт изостатик даралтаар металл нунтагыг нягтруулах арга.
Халуун изостатик шахалт (HIP): Өндөр температурт изостатик даралтаар металл нунтагыг нягтруулах арга бөгөөд ихэвчлэн сүвэрхэг чанарыг арилгах, механик шинж чанарыг сайжруулахад ашиглагддаг.
5. Гагнуурын металлурги
Гагнуур гэдэг нь үндсэн материалыг хайлуулж, дүүргэгч материал нэмэх замаар хоёр ба түүнээс дээш металл хэсгийг холбох арга юм. Энэ үйл явц нь ихэвчлэн дулаан, даралт эсвэл хоёуланг нь хослуулан ашигладаг.
Нуман гагнуур: Электрод болон суурь материалын хооронд цахилгаан нум үүсгэхийн тулд цахилгаан ашигладаг гагнуурын процесс бөгөөд энэ нь дараа нь металыг хайлуулж, холбоос үүсгэдэг.
Эсэргүүцлийн гагнуур: Холбох хэсэгт дулаан үүсгэхийн тулд цахилгаан эсэргүүцлийг ашигладаг гагнуурын арга.
Үрэлтийн гагнуур: Гагнуурын ажил эхлэх хүртэл шахагдсан хоёр металл гадаргуугийн хоорондох үрэлтийг хамарсан гагнуурын арга.
Аж үйлдвэрт хэрэглэх
Механик металлурги нь автомашин, сансар судлал, электроник, барилга, эрчим хүч зэрэг янз бүрийн үйлдвэрлэлийн салбарт өргөн хэрэглэгддэг. Инженерүүд механик металлургийн зарчмуудыг ойлгож, хэрэгжүүлснээр илүү бат бөх, хөнгөн, бат бөх металл материалыг зохион бүтээх боломжтой.
Автомашины үйлдвэрлэл: Илүү бат бөх, хөнгөн тээврийн хэрэгслийн эд ангиудад өндөр бат бэх бага хайлштай (HSLA) ган материалыг ашиглах.
Агаарын сансрын үйлдвэрлэл: Нисэх онгоцны хөнгөн боловч бат бөх хүрээтэй титан болон хөнгөн цагаан хайлшийг хөгжүүлэх.
Электроникийн үйлдвэрлэл: Электрон эд ангиудад өндөр дулаан болон цахилгаан дамжуулалттай металл материалыг хэрэглэх.
Дүгнэлт
Механик металлурги нь өдөр тутмын амьдралын практик асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд янз бүрийн суурь шинжлэх ухааны зарчмуудыг хослуулсан нарийн төвөгтэй, гоо үзэсгэлэнтэй салбар юм. Механик металлургийн янз бүрийн төрөл, техникийг ойлгосноор инженер, эрдэмтэд хүнд тоног төхөөрөмжөөс эхлээд нимгэн электрон төхөөрөмж хүртэл тоо томшгүй олон хэрэглээнд зориулж металл, хайлшийг зохион бүтээж, үйлдвэрлэж, оновчтой болгож чадна. Тиймээс энэ салбарын хөгжил, нээлтүүд нь зөвхөн үйлдвэрлэлд нөлөөлөөд зогсохгүй технологийн дэвшил, хүний амьдралын чанарт чухал хувь нэмэр оруулдаг.
